一种无人化煤样转运系统及方法与流程

1.本发明属于火电厂领域，涉及一种无人化煤样转运系统及方法。


背景技术：

2.近年来，火电厂燃煤采样、制样以及化验环节的自动化水平不断提升，有效地预防了人为干扰正常采制化流程的现象。然而，在采制交接与制化交接时，煤样依然普遍以人工转运的形式实施，而由于采制化各个环节地点相距较远，途中又缺少监控等手段，这导致煤样转运不仅耗费大量的人力、物力，产生较高的转运成本，并且给舞弊行为提供了可趁之机，安全性较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术中，目前的煤样转运方式，不仅耗费大量的人力、物力，产生较高的转运成本，并且给舞弊行为提供了可趁之机，安全性较低的缺点，提供一种无人化煤样转运系统及方法。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.本发明第一方面，一种无人化煤样转运系统，包括终端控制系统以及煤样转运车；所述煤样转运车包括车厢、动力机构、无人驾驶机构、煤样装卸机构、温控机构以及监控机构；终端控制系统用于获取燃料采制化业务需求，根据燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构，接收煤样装卸机构发送的煤样数据，接收温控机构发送的车厢内温湿度监控数据，以及接收监控机构发送的煤样样桶状态数据；无人驾驶机构用于根据任务指令，控制动力机构驱动煤样转运车；煤样装卸机构用于将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动，以及获取煤样数据并发送至终端控制系统；温控机构用于将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内，以及获取车厢内温湿度监控数据并发送至终端控制系统；监控机构用于获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
6.可选的，所述动力机构包括电池、电机、转向系统以及制动系统；电池与电机连接，电机、转向系统以及制动系统均与无人驾驶机构连接，无人驾驶机构通过电机驱动煤样转运车，通过转向系统控制煤样转运车转向，以及通过制动系统控制煤样转运车制动；所述无人化煤样转运系统还包括用于给电池充电的充电系统；所述电池为锂离子电池，所述电机为刷式直流电机，且刷式直流电机的输出轴上设置变速器，所述制动系统为电磁式刹车装置。
7.可选的，所述无人驾驶机构包括无线网络通讯装置、卫星定位装置、激光雷达、可见光摄像头、红外摄像头以及智能控制装置；无线网络通讯装置用于接收终端控制系统下发的任务指令，并发送至智能控制装置；卫星定位装置用于获取煤样转运车的实时位置信息，并发送至智能控制装置；激光雷达用于获取煤样转运车周边预设范围内的物体位置信息以及煤样转运车的运动信息，并发送至智能控制装置；可见光摄像头和红外摄像头均用于获取煤样转运车周边预设范围内的物体类别信息，并发送至智能控制装置；智能控制装
置用于根据任务指令、煤样转运车的实时位置信息、煤样转运车周边预设范围内的物体位置信息、煤样转运车的运动信息以及煤样转运车周边预设范围内的物体类别信息，生成无人驾驶控制信息，并根据无人驾驶控制信息控制动力机构。
8.可选的，所述无线网络通讯装置为5g信号收发装置，所述卫星定位装置为北斗定位系统、gps定位系统或北斗定位系统和gps定位系统组合的双定位系统，所述激光雷达为采用光学相控阵的固态激光雷达。
9.可选的，所述煤样数据包括煤样的身份信息和煤样的重量信息；所述煤样装卸机构包括样桶识别装置、样桶称量装置以及样桶自动收纳装置；样桶识别装置用于获取煤样的身份信息并发送至终端控制系统；样桶称量装置用于获取煤样的重量信息并发送至终端控制系统；样桶自动收纳装置用于将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，以及驱动煤样样桶在车厢内移动。
10.可选的，所述温控机构包括温湿度传感器和车载空调装置；温湿度传感器用于实时获取车厢内温湿度监控数据并发送至车载空调装置和终端控制系统；车载空调装置用于根据车厢内温湿度监控数据和预设温湿度范围，将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内。
11.可选的，所述监控机构为视频监控装置，设置在车厢内部，用于获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
12.可选的，所述车厢上设置与终端控制系统连接的车厢密码锁，车厢密码锁用于获取第一密码指令，以及接收终端控制系统下发的第二密码指令，并根据第二密码指令验证第一密码指令，并当第一密码指令验证通过时，开启车厢门。
13.可选的，所述第一密码指令和第二密码指令均包括生物识别信息与数字密码信息。
14.本发明第二方面，一种基于上述无人化煤样转运系统的无人化煤样转运方法，包括：通过终端控制系统获取燃料采制化业务需求，并根据燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构；通过煤样装卸机构将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动至预设位置并固定，以及获取煤样数据并发送至终端控制系统；通过无人驾驶机构根据任务指令，控制动力机构驱动煤样转运车；通过温控机构将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内，以及获取车厢内温湿度监控数据并发送至终端控制系统；以及通过监控机构获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16.本发明无人化煤样转运系统，通过终端控制系统获取燃料采制化业务需求，并基于燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构，通过煤样装卸机构实现煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动，然后通过无人驾驶机构控制动力机构驱动煤样转运车，实现煤炭采制化流程中煤样的无人化转运，减少人力、物力的投入，降低转运成本。同时，结合煤样装卸机构、温控机构以及监控机构的设计，实现转运过程中煤样数据、车厢内温湿度监控数据以及煤样样桶状态数据的实时监控，保证煤样在装卸过程中的安全，保证车厢内温湿度条件在煤样转运过程中始终符合煤样保存条件，继而降低煤样在转运过程中发生舞弊行为的可能性。
附图说明
17.图1为本发明实施例的无人化煤样转运系统结构框图。
18.图2为本发明实施例的无人化煤样转运方法流程图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
22.参见图1，本发明一实施例中，提供一种无人化煤样转运系统，包括终端控制系统以及煤样转运车；所述煤样转运车包括车厢、动力机构、无人驾驶机构、煤样装卸机构、温控机构以及监控机构。
23.其中，终端控制系统用于获取燃料采制化业务需求，根据燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构，接收煤样装卸机构发送的煤样数据，接收温控机构发送的车厢内温湿度监控数据，以及接收监控机构发送的煤样样桶状态数据；无人驾驶机构用于根据任务指令，控制动力机构驱动煤样转运车；煤样装卸机构用于将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动，以及获取煤样数据并发送至终端控制系统；温控机构用于将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内，以及获取车厢内温湿度监控数据并发送至终端控制系统；监控机构用于获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
24.其中，煤样转运车可以设置一个，也可以设置多个。
25.具体的，本发明无人化煤样转运系统，通过终端控制系统获取燃料采制化业务需求，并基于燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构，通过煤样装卸机构实现煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动，然后通过无人驾驶机构控制动力机构驱动煤样转运车，实现煤炭采制化流程中煤样的无人化转运，减少人力、物力的投入，降低转运成本。同时，结合煤样装卸机构、温控机构以及监控机构的设计，实现转运过程中煤样数据、车厢内温湿度监控数据以及煤样样桶状态数据的实时监控，保证煤样在装卸过程中的安全，保证车厢内温湿度条件在煤样转运过程中始终符合煤样保存条件，继而降低煤样在转运过程中发生舞弊行为的可能性。
26.在一种可能的实施方式中，所述动力机构包括电池、电机、转向系统以及制动系
统；电池与电机连接，电机、转向系统以及制动系统均与无人驾驶机构连接，无人驾驶机构通过电机驱动煤样转运车，通过转向系统控制煤样转运车转向，以及通过制动系统控制煤样转运车制动。
27.其中，所述电池可为锂离子电池，所述电机可为刷式直流电机，且刷式直流电机的输出轴上设置变速器，所述制动系统可为电磁式刹车装置。本实施方式中，所述电池为24v，40ah锂离子电池，所述电机为24v，500w刷式直流电机。
28.可选的，所述无人化煤样转运系统还包括用于给电池充电的充电系统。其中，充电系统可以为埋地式电磁感应充电装置。
29.在一种可能的实施方式中，所述无人驾驶机构包括无线网络通讯装置、卫星定位装置、激光雷达、可见光摄像头、红外摄像头以及智能控制装置。其中，无线网络通讯装置用于接收终端控制系统下发的任务指令，并发送至智能控制装置；卫星定位装置用于获取煤样转运车的实时位置信息，并发送至智能控制装置；激光雷达用于获取煤样转运车周边预设范围内的物体位置信息以及煤样转运车的运动信息，并发送至智能控制装置；可见光摄像头和红外摄像头均用于获取煤样转运车周边预设范围内的物体类别信息，并发送至智能控制装置；智能控制装置用于根据任务指令、煤样转运车的实时位置信息、煤样转运车周边预设范围内的物体位置信息、煤样转运车的运动信息以及煤样转运车周边预设范围内的物体类别信息，生成无人驾驶控制信息，并根据无人驾驶控制信息控制动力机构。
30.具体的，所述无线网络通讯装置可为5g信号收发装置，所述卫星定位装置可为北斗定位系统、gps定位系统或北斗定位系统和gps定位系统组合的双定位系统，所述激光雷达可为采用光学相控阵的固态激光雷达。本实施方式中，所述激光雷达分8组等距安置在煤样转运车车身四周；所述可见光摄像头及红外摄像头均为1080p分辨率，各4组布置在煤样转运车的前后左右。
31.本实施方式中，无线网络通讯装置用于煤样转运车与终端控制系统的数据交互；卫星定位装置用于实施定位煤样转运车位置信息；激光雷达用于探测煤样转运车周围物体位置与运动信息；可见光摄像头用于在光线条件较好时探测煤样转运车周围物体类别；红外摄像头用于在光线条件不好时辅助探测煤样转运车周围物体类别；智能控制装置用于分析处理以上探测信息，控制动力机构实现煤样转运车实现无人驾驶。其中，智能控制装置可以采用目前成熟的无人驾驶控制装置。
32.在一种可能的实施方式中，所述煤样数据包括煤样的身份信息和煤样的重量信息；所述煤样装卸机构包括样桶识别装置、样桶称量装置以及样桶自动收纳装置；样桶识别装置用于获取煤样的身份信息并发送至终端控制系统；样桶称量装置用于获取煤样的重量信息并发送至终端控制系统；样桶自动收纳装置用于将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，以及驱动煤样样桶在车厢内移动。
33.具体的，样桶识别装置用于煤样在装卸时的身份认证；样桶称量装置用于记录煤样在装卸时重量信息；样桶自动收纳装置用于将样桶自动放置到车厢内合适位置。其中，样桶识别装置可识别样桶桶身芯片；样桶自动收纳装置还具有在煤样转运车行驶过程中固定样桶的功能。
34.在一种可能的实施方式中，所述温控机构包括温湿度传感器和车载空调装置；温湿度传感器用于实时获取车厢内温湿度监控数据并发送至车载空调装置和终端控制系统；
车载空调装置用于根据车厢内温湿度监控数据和预设温湿度范围，将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内。
35.在一种可能的实施方式中，所述监控机构为视频监控装置，设置在车厢内部，用于获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
36.在一种可能的实施方式中，所述车厢上设置与终端控制系统连接的车厢密码锁，车厢密码锁用于获取第一密码指令，以及接收终端控制系统下发的第二密码指令，并根据第二密码指令验证第一密码指令，并当第一密码指令验证通过时，开启车厢门。其中，密码指令采用人脸识别与动态生成的数字密码组合的形式，当第一密码指令和第二密码指令相同时，第一密码指令验证通过。
37.参见图2，本发明再一实施例中，提供一种无人化煤样转运方法，基于上述的无人化煤样转运系统实现，包括以下步骤：
38.通过终端控制系统获取燃料采制化业务需求，并根据燃料采制化业务需求生成任务指令并下发至无人驾驶机构；通过煤样装卸机构将煤样样桶装载至车厢内或从车厢内卸载，驱动煤样样桶在车厢内移动至预设位置并固定，以及获取煤样数据并发送至终端控制系统；通过无人驾驶机构根据任务指令，控制动力机构驱动煤样转运车；通过温控机构将车厢内的温湿度调整至预设温湿度范围内，以及获取车厢内温湿度监控数据并发送至终端控制系统；以及通过监控机构获取煤样样桶状态数据，并发送至终端控制系统。
39.在一种可能的实施方式中，所述无人化煤样转运方法包括以下细节过程：
40.s1：终端控制系统解析燃料采制化业务需求，生成任务指令，指定煤样装载人员及卸载人员，并分别向煤样装载人员和卸载人员发送所需转运的样桶信息，以及各自用于打开车厢密码锁的第一密码指令。
41.s2：终端控制系统向无人驾驶机构发送煤样装载位置信息，无人送样车从无线充电桩启动，根据自动生成的路径驶向煤样装载地点；终端控制系统激活温控机构，根据温湿度传感器测量的车厢内温湿度数据，控制车载空调系统的启停。
42.s3：煤样装载人员正确输入第一密码指令进行验证，验证通过后车厢门打开。
43.s4：煤样装载人员将样桶放入煤样存放器，启动样桶识别装置扫描样桶外壁的条形码或桶身上的芯片，读取样桶信息以获取煤样的身份信息；启动样桶称量装置称量样桶重量以煤样的重量信息；并将煤样的身份信息与煤样的重量信息传输至终端控制系统；终端控制系统对煤样的身份信息与煤样的重量信息进行分析，确认无异常后向样桶自动收纳装置发送指令，将样桶传动至车厢内合适位置并固定；待所有样桶均装载完毕后，车厢门自动关闭。
44.s5：终端控制系统向无人驾驶机构发送煤样卸载位置信息，煤样转运车从煤样装载位置启动，根据自动生成的路径驶向煤样卸载地点。
45.s6：煤样卸载人员正确输入第一密码指令，验证通过后车厢门打开。
46.s7：煤样装卸机构解锁样桶的固定状态，启动样桶识别装置扫描样桶外壁的条形码或桶身上的芯片，读取样桶信息以获取煤样的身份信息；启动样桶称量装置称量样桶重量以煤样的重量信息；煤样卸载人员将样桶取出；待所有样桶均卸载完毕后，车厢门自动关闭。
47.s8：终端控制系统向无人驾驶机构发送待机指令，无人送样车从煤样卸载位置启
动，根据自动生成的路径驶向无线充电桩给电池充电；各机构进入休眠模式。
48.综上所述，本发明无人化煤样转运系统及方法，采用无人驾驶的煤样转运车完成煤样在燃料采制化环节不同位置的非人工转运；采用车厢密码锁、样桶识别装置与样桶称量装置保证煤样在装卸过程中的安全；采用温湿度控制机构保证车厢内温湿度条件在煤样转运过程中始终符合煤样保存条件；采用视频监控装置实现车厢内视频监控，降低煤样在转运过程中发生舞弊行为的可能性。
49.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。